一种非均匀微带线至带状线过渡结构的制作方法

本发明涉及一种微波收发模块中的射频信号过渡结构，特别涉及一种非均匀微带线至带状线过渡结构。

背景技术：

电子信息系统的多功能化、小型化、短开发周期与低成本是系统用户不断提出的要求，也一直是其发展方向。以个人移动通信为例，手机的尺寸从90年代的“砖块”缩小到现在的名片盒大小，功能从当时的单纯通话扩展到现在语音、数据、多媒体、英特网、拍照和MP3等。军用电子信息系统(如星载信息获取与处理系统)的多功能化与小型化更是关注的焦点。

微带线是一种不均匀介质填充的传输线，它虽不能传播真正的TEM模，它的传输的模式与TEM模十分相似。在现在诸多的微波模块中，有源器件通常放置于电路板表面金属上，器件间多采用微带线进行互相连接，为了便于安装和调试，节省电路的布线面积，实现小型化设计，往往将直流偏置网络、无源电路等埋置在多层基板的内部，而带状传输线由于其自身的结构与设计特点，具有较好屏蔽特性。如何实现表面射频层微带线和中间带状线之间的信号互连传输，便成为微波模块设计的关键技术之一。

经对现有的微带至带状线转接结构进行检索后发现，如信息通信2016年第2期发表(KU波段LTCC基板微带到带状线垂直互联设计)，IEEE TRANS.ON MICROWAVE AND THEORY TECHNOLOGY第53卷中发表的(High Performances of Shielded LTCC Vertical Transitions From DC to 50GHz)，二者皆通过加载LTCC工艺实现均匀微带线至带状线的过渡结构，但是其结构无法适用于非均匀微带线结构。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种非均匀微带线至带状线过渡结构，在多层介质层结构中，在不同层数介质厚度上加工实现不同的微带线，通过调整信号盲孔周围的空隙，从而实现所需的工作带宽。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种非均匀微带线至带状线过渡结构，其包括：金属层以及介质层，所述金属层的层数为N，N≥4，N层所述金属层依次堆叠设置，所述介质层的层数为N-1，所述介质层设置于每相邻两层所述金属层之间；

还包括：非均匀输入微带线、非均匀输出微带线、带状线、圆形槽以及信号盲孔；

所述非均匀输入微带线及所述非均匀输出微带线设置于第一层所述金属层上；

当所述金属层的层数N＝4时，所述带状线设置于第三层所述金属层上，所述圆形槽设置于第二层所述金属层上；

当所述金属层的层数N>4时，所述带状线设置于第三层所述金属层至第N-1层所述金属层之间的任意一层所述金属层上，所述圆形槽设置于第二层金属层至所述带状线所在的金属层之间的任意一层所述金属层上；

所述信号盲孔用于连接所述带状线与所述非均匀输入微带线，以及连接所述微带线与所述非均匀输出微带线。

较佳地，非均匀微带线至带状线过渡结构还包括：金属化过孔，所述金属化过孔设置于所述非均匀输入微带线和/或所述非均匀输出微带线的两侧。

较佳地，非均匀微带线至带状线过渡结构还包括：焊盘，所述焊盘用于加载电容补偿，所述电容补偿与所述信号盲孔相连。

较佳地，所述圆形槽为在所述金属层上刻蚀形成的。

较佳地，所述非均匀输入微带线以及所述非均匀输出微带线的一端悬空，用于焊接SMA接头进行测试。

较佳地，所述圆形槽的宽度用于调节驻波特性。

较佳地，所述非均匀输入微带线的宽度、所述非均匀输出微带线的宽度以及所述带状线的宽度用于调节其各自的特征阻抗。

相较于现有技术，本发明具有以下优点：

(1)本发明提供的非均匀微带线至带状线过渡结构，设置了多层金属层和多层介质层结构，可在不同介质厚度的介质层上加工实现不同的微带线，通过调整信号盲孔周围的空隙，从而实现所需的工作带宽；

(2)本发明的非均匀微带线至带状线过渡结构，采用非均匀微带线方法，其灵活性强，可扩展性强，应用场合广；

(3)本发明的非均匀微带线至带状线过度结构，可在信号盲孔上加载焊盘，用于加载电容补偿，可改善驻波特性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：

图1为本发明的实施例的非均匀微带线至带状线过渡结构的结构示意图；

图2为本发明的实施例的非均匀微带线至带状线过渡结构的俯视透视图；

图3为本发明的实施例的非均匀微带线至带状线过渡结构的尺寸标示图；

图4为图3中的r1变化时，过渡结构的输入端口到输出端口的传输特性|S21|曲线变化情况；

图5为图3中的r2变化时，过渡结构的输入端口到输出端口的传输特性|S21|曲线变化情况；

图6为本发明的实施例的过渡结构测试的窄带传输结构图；

图7为本发明的实施例的过渡结构的回波损耗结果图。

标号说明：1-金属层，2-介质层，3-非均匀输入微带线，4-非均匀输出微带线，5-带状线，6-信号盲孔，7-圆形槽，8-金属化过孔，9-焊盘。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

结合图1-图7，对本发明的非均匀微带线至带状线过渡结构进行详细描述，其包括：金属层以及介质层，金属层的层数为N，N≥4，N层金属层依次堆叠设置，介质层的层数为N-1，介质层设置于每相邻两层金属层之间；还包括：非均匀输入微带线、非均匀输出微带线、带状线、圆形槽以及信号盲孔；非均匀输入微带线及非均匀输出微带线设置于第一层金属层上；当金属层的层数N＝4时，带状线设置于第三层金属层上，圆形槽设置于第二层金属层上；当金属层的层数N>4时，带状线设置于第三层金属层至第N-1层金属层之间的任意一层金属层上，圆形槽设置于第二层金属层至带状线所在的金属层之间的任意一层金属层上；信号盲孔的垂直投影位于圆形槽的垂直投影内，信号盲孔用于连接带状线与非均匀输入微带线，以及连接微带线与非均匀输出微带线。

本实施例以六层金属层1为例，介质层2为五层，其结构示意图如图1所示，非均匀输入微带线3以及非均匀输出微带线4设置在第一层金属层1上，带状线5设置在第四层金属层上，圆形槽7设置在第二层金属层1上，信号盲孔6连接非均匀输入微带线3与带状线5以及连接非均匀输出微带线4与带状线5。本实施例中还设置有金属化过孔8，金属化过孔8设置于非均匀输入微带线3和非均匀输出微带线4的周围，用于屏蔽信号，提高传输特性。本实施例中还设置有焊盘9，焊盘9加载在信号盲孔6上，用于加载电容补偿，与信号盲孔6连接，可改善驻波。

本实施例中，非均匀输入微带线3和非均匀输出微带线4的一端悬空，用于焊接SMA接头来进行测试。

不同实施例中，当带状线5设置于第四层金属层上时，圆形槽7还可设置于第三层金属层上；带状线5也可设置在第五层金属层上，当设置在第五层上时，圆形槽7可设置在第二层、也可设置在第三层，还可设置在第四层。

如图3给出了本实施例的过渡结构的尺寸标示图，包括：圆形槽的直径r1，焊盘的直径r2，信号盲孔的直径r3、带状线5的宽度w1，非均匀输入微带线3的宽度w2以及非均匀输出为微带线4的宽度w3，这些尺寸对滤波器的特性都有一定的影响，可以根据需要进行不同的设置。

如图4-5所示，分别给出了随着r1、r2变化时，非均匀微带线至带状线的过渡结构的输入端口到输出端口的传输特性|S21|曲线变化情况，即驻波变化特性。随着r1变大时，信号通过盲孔的带宽则越大，驻波越好；随着r2变大时，加载在信号孔上的电容加大，驻波越好。

如图6、7分别给出了测试的窄带传输和回波损耗结果，在所测频段内，插损小于0.4dB，驻波大于20dB，结果优异。

此处公开的仅为本发明的优选实施例，本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，并不是对本发明的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本发明所保护的范围内。